Uitlaat

© Porsche

Analyse: zijn synthetische brandstoffen een echt alternatief voor batterij-elektriciteit?

08 maart 2023
Door Stijn Blanckaert

Nu ook Duitsland zich verzet tegen het einde van verbrandingsmotoren in 2035 door garanties te vragen dat ze zouden kunnen worden behouden op voorwaarde dat ze op synthetische brandstoffen rijden, is het goed om na te gaan of die zogenaamde e-fuels inderdaad een valabel alternatief zijn voor batterij-elektriciteit. Dat is namelijk een stuk minder evident dan het op het eerste zicht misschien lijkt…



Europa heeft duidelijk de kaart getrokken van de elektrische auto met batterijen als energie-opslag. Het laat naast elektrische ook auto’s met een brandstofcel op waterstof nog toe na 2035, maar wil een einde aan verbrandingsmotoren voor personen- en lichte bedrijfswagens vanaf die datum. De autosector krijgt tot 2026 wel nog een kans om de Europese regelgevers te overtuigen van de nood om toch nog alternatieven voor batterij-elektrische aandrijving toe te laten, wanneer de overgang naar elektrisch rijden tegen 2035 op basis van de stand van zaken in 2026 onrealistisch zou blijken, maar dat achterpoortje lijkt momenteel ook niet meer dan dat en garandeert allerminst een solide toekomst voor verbrandingsmotoren. 

Opgelegde technologische keuze

De opgelegde keuze van Europa voor één of twee technologieën stoot al langer op heel wat weerstand vanuit de autosector, omdat dergelijke beslissing andere innovatieve oplossingen met hetzelfde eindresultaat – namelijk een nuluitstoot – onmogelijk maakt. Daarom pleit de Europese autoconstructeursvereniging ACEA al langer voor een wetgeving die wel doelen oplegt op het vlak van uitstoot – en dus nuluitstoot voor vanaf 2035 verkochte auto’s vooropstelt – maar daar geen verplichte technologische keuze aan koppelt.

Die weg wordt nu dus ook bewandeld door onder meer Duitsland, dat een amendement aan de Europese wet wil waardoor ook synthetische brandstoffen – als ze klimaatneutraal zijn – mogelijk blijven, wat dus niet het einde van de verbrandingsmotor op ons continent zou betekenen. De vraag die zich dan stelt is of het laten rijden van auto’s met verbrandingsmotoren op dergelijke e-fuels inderdaad een volwaardig alternatief kan zijn voor batterij-elektrische auto’s.

Wat zijn e-fuels?

Synthetische brandstoffen of e-fuels zoals e-kerosine, e-methaan of e-methanol zijn kunstmatige brandstoffen die kunnen worden geproduceerd door middel van een elektrolyseproces dat water opsplitst in waterstof (H2) en zuurstof (O2). Voor dit proces en de verdere productiestappen is elektriciteit nodig.

In een tweede processtap wordt de waterstof gecombineerd met uit de lucht gewonnen CO2 en omgezet in een vloeibare energiedrager: e-fuel. Die wordt in raffinaderijen dan omgezet in synthetische diesel, e-methanol (benzine-vervanger), kerosine of LNG (Liquified Natural Gas). 

Omdat voor de productie van e-fuels elektriciteit wordt gebruikt, staat de procedure bekend als een power-to-liquid-proces: elektriciteit wordt omgezet in een synthetische vloeistof die gemakkelijk op te slaan en te vervoeren is. 

Het verschil met fossiele brandstoffen is dan dat met groene elektriciteit geproduceerde e-fuels bij de verbranding ervan geen koolstof vrijgeven in de atmosfeer die eerst gedurende millennia in olie was opgeslagen, maar alleen die koolstof die tijdens de productie van de brandstof uit de lucht werd geabsorbeerd. Door hun koolstofneutrale aard helpen ze dus om de uitstoot van broeikasgassen terug te dringen. 

De voordelen

Synthetische brandstoffen zijn een op het eerste gezicht aantrekkelijk alternatief voor batterij-elektrische aandrijvingen, omwille van het feit dat ze één op één gebruikt kunnen worden in de bestaande verbrandingsmotoren op benzine of diesel. Verder is er bij het gebruik van dergelijke brandstoffen geen probleem meer wat betreft rijbereik en kan de bevoorradingsketen met tankstations ongewijzigd blijven terwijl de e-fuels onder normale luchtdruk en aan de omgevingstemperatuur kunnen worden opgeslagen. Daarnaast zijn synthetische brandstoffen op klimatologisch vlak natuurlijk vele malen duurzamer dan fossiele brandstoffen doordat ze CO2-neutraal zijn (als ze geproduceerd zijn met groene elektriciteit).

Door klimaatneutrale e-fuels toe te laten zou het ook mogelijk zijn om veel minder zeldzame aardmetalen nodig te hebben voor de productie van batterijen en zou het niet nodig zijn om elk voertuig met een verbrandingsmotor op termijn te vervangen door een elektrisch exemplaar, wat bij de productie ervan vanzelfsprekend ook een aanzienlijke klimatologische impact heeft.

De nadelen

De prijs van dergelijke synthetische brandstoffen ligt met bedragen van minstens € 3 tot € 4 per liter wanneer het goedje echt beschikbaar zal zijn nog een pak hoger dan die van fossiele benzine of diesel en zeker in vergelijking met elektriciteit als energiebron zijn synthetische brandstoffen erg duur. Volgens milieuorganisatie Transport & Environment zou een doorsnee benzinewagen die van e-fuels gebruikmaakt daardoor over vijf jaar tijd € 10.000 meer kosten dan een elektrische auto. 

Hoe dan ook zijn de e-fuels volgens T&E geen oplossing voor de klimaat- en milieuproblemen. De organisatie stelt dat bij het vergelijken van een benzinewagen die op e-fuels rijdt met een batterij-elektrische auto de uitstoot van de auto die van synthetische benzine gebruikmaakt alles samen 40 procent hoger ligt, omdat bij de verbranding van de synthetische brandstoffen nog steeds vervuilende stoffen vrijkomen. 

Uit de studie blijkt dat een auto op synthetische brandstof evenveel NOx uitstoot als een auto die klassieke E10-benzine gebruikt en daarnaast twee keer zoveel ammoniak en tot drie keer zoveel koolmonoxide produceert. De uitstoot van fijnstof ligt wel 81 tot 97 procent lager. Ook zijn dergelijke brandstoffen volgens de organisatie niet klimaatneutraal. Op het vlak van CO2 zijn ze dat misschien wel, maar bij het verbranden van e-fuels in een verbrandingsmotor komen ook de broeikasgassen methaan (CH4) en distikstofoxide (N20) vrij.

Het gebruik van de schaarse synthetische brandstoffen (er is mondiaal nog maar weinig productie) zorgt bovendien voor minder overblijvende beschikbare e-fuel voor sectoren zoals de lucht- en scheepvaart die wel baat hebben bij die brandstoffen, omdat zij geen gebruik kunnen maken van het batterij-alternatief dat in de autosector wel voorhanden is. 

Daarnaast is er voor de productie van synthetische brandstoffen erg veel groene energie nodig die dan niet meer voor andere toepassingen kan worden gebruikt. Volgens een paper uit 2021 in het Nature Climate Change Journal zou er zo’n vijf keer meer hernieuwbare elektriciteit nodig zijn voor de productie van e-fuels dan voor het laten rijden van een batterij-elektrische auto. Verder moeten e-fuels natuurlijk van de plaats van productie naar de plaats van verbruik vervoerd worden, wat op zich opnieuw veel energie vraagt en de kostprijs verder opdrijft. Bovendien is in Europa gewoonweg niet voldoende groene energie voorhanden om dergelijke brandstoffen te produceren en zou die dan moeten ingevoerd worden uit andere regio’s, wat de kosten opdrijft en de Europese onafhankelijkheid van andere continenten vergroot.

Er zijn een aantal proeffabrieken gebouwd voor de productie van e-fuels, maar de grootste voortrekker van synthetische brandstoffen in de autosector is momenteel Porsche, dat in Chili een fabriek heeft gebouwd om dergelijke brandstoffen te produceren en op die manier hoopt om zijn erfgoed op het vlak van verbrandingsmotoren te kunnen laten voortleven. De site zou in 2024 550 miljoen liter e-fuel moeten produceren. In eerste instantie is die productie voornamelijk bestemd om racewagens te laten rijden. In Noorwegen wordt volgend jaar ook een e-fuel-productiefaciliteit geopend die echter voornamelijk of volledig op het maken van vliegtuigbrandstof gericht zal zijn.

Maar zelfs met een aanzienlijke toename van de productie van e-fuels zouden er volgens Transport&Environment, dat zich daarvoor baseert op gegevens van de olieindustrie zelf in 2035 nog altijd maar genoeg synthetische brandstoffen geproduceerd worden om zo’n twee procent van alle Europese auto’s aan te drijven.

Een ander bezwaar dat milieuverenigingen opperen tegen e-fuels is dat het moeilijk of onmogelijk te controleren valt of auto’s in de toekomst dan wel degelijk met die klimaatneutrale e-fuels volgetankt zullen worden en niet met goedkopere fossiele benzine of diesel die ook na 2035 nog verkrijgbaar zal zijn aangezien de hele rijdende vloot en andere voertuigen en toestellen met verbrandingsmotoren er nog vele jaren gebruik van zullen maken. 

Besluit: vandaag geen volwaardig alternatief

Door de beperkte productie, de hoge prijs, het gebrek aan groene elektriciteit en de reeds gedane investeringen in elektrificatie is het zo goed als zeker dat e-fuels in de komende jaren geen volwaardig alternatief zullen zijn voor batterij-elektriciteit.

Het is dan ook utopisch om te denken dat tegen 2035 alle fossiele brandstoffen vervangen zouden kunnen worden door e-fuels, omdat daarvoor eenvoudigweg de (groene) energie en productiecapaciteit ontbreekt, maar ook omdat er wereldwijd nog heel wat andere belangen spelen (zoals die van de fossiele industrie) en de wil tot vergroening zeker niet over de hele wereld even sterk aanwezig is als in Europa.

Deel op

Contact

YesYes BV
Veenstraat 10
B-3630 Maasmechelen

BTW: BE 0883 567 853

Autonieuws

Ook op


© Autonieuws. Alle rechten voorbehouden. Design door We Cre8 It.